Fackverksmodellering (eng. strut-tie modeling) är en accepterad och rationell beräkningsmetod för betongkonstruktioner där vanlig balkteori inte kan appliceras. Det gäller områden för s.k. diskontinuitetsregioner (D-regioner). Den komplexa spännings- och kraftfördelningen som uppstår i D-regioner substitueras till fackverkskomponenter i form av trycksträvor, dragstag och noder. Lastfallen omvandlas, under förenklade villkor, med andra ord till ett lösbart fackverksfall. Metodiken för tillgångasättet har länge ansetts som iterativ och långdragen process, där ett fackverk antas samt optimeras tills ett godtyckligt och rimligt fackverk har uppnåtts. Erfarenhet har betydelse för hur fackverksutformningen kommer att se ut. Oerfarna ingenjörer kan till en början ha svårt att se hur spännings- och kraftfördelningen i en betongkonstruktion sprider ut sig. Med hjälp av FEM kan fackverksmodelleringens process effektiviseras. Spänningsoch kraftfördelningen kan tas fram i belastande betongkonstruktioner i form av finita elementmodeller. Därmed kan konstruktörerna visuellt utforma fackverket efter fördelningen. I studien har ett verkligt fall tillhandahållits från företaget WSP. Konstruktionsdelen som ska dimensioneras är en väggskiva från ett flerbostadshus i Stockholm. Med FEM-design har väggskivan rekonstruerats till en finita elementmodell med en framtagen spännings- och kraftfördelning. Fördelningen har använts som ett underlag för vidare dimensionering för hand efter Svenska Standard, Eurokod 2. Resultaten visar att det är möjligt att utforma ett fackverk med FEM-design som underlag. Även framtagna stångkrafter och upplagskrafter har jämförts mellan handberäkning och FEM, som visar att skillnader mellan beräkningsmetoderna är mellan ungefär 5,1-7,7 %, dock bara för studiens fall. Rapporten visar att en påskyndning i processen kan göras om man använder FEM. Metoden möjliggör en förenkling i processen som kan nyttjas av oerfarna konstruktörer. Detta kan bidra till en bättre slutprodukt och gynna utvecklingen för byggbranschen i slutändan. / Strut-tie modeling is an accepted and rational calculation method for regions in concrete structures where Berouille-theorem can’t be applied. These regions are so called discontinuity regions (D.regions). The stress and force distribution is substituted for strut, ties and nodes much like the members of a truss. Complex load-bearing cases can be transformed, under simplified conditions, to solvable cases. The strut-tie modeling can be seen as an iterative process. At the start of the process the form of the truss is assumed and optimized through trial and error. Experience in the field is therefore of big significance, where unexperienced designers can have a hard time to visualize the stress and force distribution through the concrete structure. The purpose of the study is to use the strut-tie method on a concrete structure. The study will investigate if the strut-tie method can be simplified and if the assumed truss is reasonable. The stress and force distribution is going to be visualized through a finite element model, and hence try to eliminate the iterative modelling phase. In the study, a real load-bearing case will be examined. The concrete structure is a deep beam in an apartment block in Stockholm, Sweden. The designs of the apartment have been provided from the multinational company WSP. The deep beam have been reconstructed to a finite element model through the program FEMdesign 17 3D Structure. The visualized results from the stress and force distribution have been used as a base for further calculations, with the strut-tie method, in accordance to Eurocode 2. The result from the study shows that it’s possible to create a truss from FEM-designs visualized stress- and force distribution. In the study a comparison have also been made between truss member forces calculated by strut-tie and the forces calculated by FEM-design. It shows a difference between 5,1-7,7%. The study shows through the program FEM-design 17 that strut-tie method can be improved, and help unexperienced designers during the truss modeling phase.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:hig-27622 |
| Date | January 2018 |
| Creators | Le, Tuyen, Atanasov, Yuri |
| Publisher | Högskolan i Gävle, Avdelningen för bygg- energi- och miljöteknik, Högskolan i Gävle, Avdelningen för bygg- energi- och miljöteknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0021 seconds